Fe-Ni/聚砜中空纤维杂化膜及其制备方法技术

本发明专利技术指Fe

【技术实现步骤摘要】
Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于膜分离
，尤指一种Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]血液透析是以透析器替代病人肾小球的部分功能实现过滤重吸收功能，而高选择性的分离膜是透析器的主要组成部分。自双酚型聚砜(PSf)聚合物被用来制备血透膜以来，以聚砜为代表的高分子材料就因其成膜性好、耐高温、耐腐蚀及机械强度高，得到了市场的青睐。但由于聚砜本身缺乏羟基等亲水性基团，聚砜膜整体呈现疏水特征，因而在分离过程中，其超滤系数较低，同时中大分子蛋白质易吸附于膜孔道内部，造成膜污染，其超滤系数，清除率及使用寿命大幅下降。
[0003]针对血透膜的亲水性、生物相容性及抗污染性能，人们采用共混，接枝等改性方法对膜进行改性。共混方法制得的聚砜复合膜，其改性膜层与聚砜的结合力较弱，易脱落，影响运行稳定性和使用寿命；接枝改性是通过接枝反应，将含所需活性官能团的有机物通过化学键的方式结合在膜层上，此种改性方式结合力强，稳定性高，但制备工艺较为复杂，提高了操作成本；金属粒子掺杂是一种简单有效的改性方式，但目前，关于Fe
‑
Ni金属粉末跟聚砜高聚物共混制备中空纤维杂化膜还没有任何报道，Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维膜的制备是一个新的尝试。

技术实现思路

[0004]在一方面，本专利技术提供一种Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜，该纤维膜具有典型非对称结构，机械强度高，生物相容性好，且经过Fe、Ni的协同作用，可以显著改善纤维膜的亲水性，增强抗蛋白污染性，具有较佳的应用前景。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜，
[0007]由铸膜液通过纺丝设备成丝，经后处理得到不同截留分子量的Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜；
[0008]所配制的铸膜液由以下成分组成，各成分以质量百分比计：聚砜12％～35％，添加剂0.5％～30％，Fe、Ni金属粉末0.5％～30％，及有机溶剂40％～90％。
[0009]一些技术方案中，所述添加剂为亲水性聚合物；和/或，
[0010]所述有机溶剂为极性溶剂。
[0011]一些技术方案中，所述添加剂选取聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；
[0012]所述有机溶剂选取N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)或N,N
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二甲基乙酰胺(DMAC)。
[0013]一些技术方案中，所述Fe、Ni金属粉末的平均粒径在2nm～2000nm之间。
[0014]另一方面，本专利技术进一步提供上述Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜的制备方法，其工艺简单，制备效率高，成本较低，容易实现工业化。
[0015]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0016]一些技术方案中，包括如下步骤：
[0017]铸膜液的配置：将聚砜溶解于有机溶剂中，并加入适量添加剂，在适宜温度条件下，经搅拌混合均匀后，形成均相有机溶液，而后加入适量的Fe、Ni金属粉末，搅拌混合均匀后，得到铸膜液；
[0018]膜的纺丝成型：将铸膜液真空脱泡后转移至供液罐，在定量定速输送下经喷丝板挤出，经过一段空气间距进入外凝固浴中；同时，将内凝固浴定量定速输送至喷丝板，纤维膜在内/外凝固浴作用下进行溶剂与非溶剂的交换，凝固成型，经纯水洗涤后烘干，得到Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜。
[0019]一些技术方案中，所述外凝固浴为纯水，所述外凝固浴的温度范围为5℃～80℃。
[0020]一些技术方案中，所述内凝固浴为纯水或有机溶液，所述有机溶液由纯水与极性溶剂按一定比例混合形成。
[0021]一些技术方案中，所述的定量定速输送，可以是通过计量泵输送，也可以是通过恒定压力输送；和/或，
[0022]所述空气间距为0～80cm。
[0023]一些技术方案中，制备所得的Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜相较于聚砜中空纤维膜，在亲水性与抗污染性方面提升。
[0024]一些技术方案中，制备所得的Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜的孔隙率在40％～85％，断裂强度在0.5～15MPa，且在500mmHg下纯水通量为10～40mL/(m2·
h
·
mmHg)，对血液中尿素及肌酐清除率分别达到108、107mL/(m2·
min)。
[0025]本专利技术采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：
[0026]1.本申请所制备的Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜兼具中空纤维膜和聚砜膜的特点，装填密度大，机械强度高，且清除率高；同时，所掺杂的Fe、Ni金属，本身具备一定的还原性与亲水性，双金属协同作用，不仅能够改善膜层的结构，提高机械性能；还可有效提升纤维膜的亲水性和抗污染性；
[0027]2.制备所得的Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜的孔隙率在40％～85％，断裂强度在0.5～15MPa，且在500mmHg下纯水通量为10～40mL/(m2·
h
·
mmHg)，对血液中尿素及肌酐清除率分别达到108、107mL/(m2·
min)；
[0028]3.本申请的工艺简单，制备效率高，成本较低，容易实现工业化。
附图说明
[0029]为了更清楚的说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0030]图1为本申请实施例1
‑
4中金属掺杂后超滤率随时间的变化关系图；
[0031]图2为本申请实施例1
‑
4中金属掺杂后膜BSA的吸附率；
[0032]图3为本申请实施例中金属掺杂后膜表/断面SEM图；
[0033]图4为本申请实施例中超滤率随时间变化的对比关系图；
[0034]图5为本申请实施例中极端污染下，各添加膜通量下降率及回复率的柱形图。
具体实施方式
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。
[0036]还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜，其特征在于，由铸膜液通过纺丝设备成丝，经后处理得到不同截留分子量的Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜；所配制的铸膜液由以下成分组成，各成分以质量百分比计：聚砜类高聚物12％～35％，添加剂0.5％～30％，Fe、Ni金属粉末0.5％～30％，及有机溶剂40％～90％。2.根据权利要求1所述的Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜，其特征在于，所述添加剂为亲水性聚合物；和/或，所述有机溶剂为极性溶剂。3.根据权利要求2所述的Fe
‑
Ni/聚砜中空纤维杂化膜，其特征在于，所述添加剂选取聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；所述有机溶剂选取N
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甲基吡咯烷酮(NMP)或N,N
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二甲基乙酰胺(DMAC)。4.根据权利要求1所述的Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜，其特征在于，所述Fe、Ni金属粉末的平均粒径在2nm～2000nm之间。5.如权利要求1
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4任一所述的一种Fe
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Ni/聚砜中空纤维杂化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：铸膜液的配置：将聚砜类高聚物溶解于有机溶剂中，并加入适量添加剂，在适宜温度条件下，经搅拌混合均匀后，形成均相有机溶液，而后加入适量Fe、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何红星，韩浩，马鹏飞，
申请(专利权)人：明基生物技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：